Մեխանիկական ալիքների ֆիզիկայի սահմանում. Մեխանիկական ալիքների առաջացումը և տարածումը

1. Մեխանիկական ալիքներ, ալիքի հաճախականություն: Երկայնական և լայնակի ալիքներ:

2. Ալիքի ճակատ. Արագություն և ալիքի երկարություն:

3. Հարթ ալիքի հավասարում.

4. Ալիքի էներգետիկ բնութագրերը.

5. Ալիքների որոշ հատուկ տեսակներ.

6. Դոպլերի էֆեկտը և դրա կիրառումը բժշկության մեջ.

7. Անիզոտրոպիա մակերեսային ալիքների տարածման ժամանակ։ Շոկային ալիքների ազդեցությունը կենսաբանական հյուսվածքների վրա.

8. Հիմնական հասկացություններ և բանաձևեր.

9. Առաջադրանքներ.

2.1. Մեխանիկական ալիքներ, ալիքի հաճախականություն: Երկայնական և լայնակի ալիքներ

Եթե ​​առաձգական միջավայրի որևէ վայրում (պինդ, հեղուկ կամ գազային) նրա մասնիկների տատանումները գրգռված են, ապա մասնիկների փոխազդեցության պատճառով այս տատանումը միջավայրում կսկսի տարածվել մասնիկից մասնիկ որոշակի արագությամբ։ v.

Օրինակ, եթե տատանվող մարմինը դրված է հեղուկ կամ գազային միջավայրում, ապա տատանվող շարժումմարմինը կփոխանցվի շրջակա միջավայրի հարակից մասնիկներին: Նրանք իրենց հերթին հարևան մասնիկներին ներգրավում են տատանողական շարժման մեջ և այլն։ Այս դեպքում միջավայրի բոլոր կետերը տատանվում են նույն հաճախականությամբ՝ հավասար մարմնի թրթիռի հաճախականությանը։ Այս հաճախականությունը կոչվում է ալիքի հաճախականությունը.

ալիքառաձգական միջավայրում մեխանիկական թրթռումների տարածման գործընթացն է։

ալիքի հաճախականությունըկոչվում է այն միջավայրի այն կետերի տատանումների հաճախականությունը, որոնցում տարածվում է ալիքը։

Ալիքը կապված է թրթռման էներգիայի փոխանցման հետ թրթռումների աղբյուրից դեպի միջավայրի ծայրամասային մասեր։ Միևնույն ժամանակ, շրջակա միջավայրում կան

պարբերական դեֆորմացիաներ, որոնք ալիքով տեղափոխվում են միջավայրի մի կետից մյուսը: Միջավայրի մասնիկներն իրենք չեն շարժվում ալիքի հետ մեկտեղ, այլ տատանվում են իրենց հավասարակշռության դիրքերի շուրջ։ Հետեւաբար, ալիքի տարածումը չի ուղեկցվում նյութի տեղափոխմամբ։

Ըստ հաճախականության, մեխանիկական ալիքները բաժանվում են տարբեր միջակայքերի, որոնք նշված են Աղյուսակում: 2.1.

Աղյուսակ 2.1.Սանդղակ մեխանիկական ալիքներ

Կախված ալիքի տարածման ուղղության նկատմամբ մասնիկների տատանումների ուղղությունից՝ առանձնանում են երկայնական և լայնակի ալիքները։

Երկայնական ալիքներ- ալիքներ, որոնց տարածման ընթացքում միջավայրի մասնիկները տատանվում են նույն ուղիղ գծով, որով տարածվում է ալիքը։ Այս դեպքում միջավայրում սեղմման և նոսրացման տարածքները փոխարինվում են:

Երկայնական մեխանիկական ալիքներ կարող են առաջանալ բոլորի մեջմիջավայրեր (պինդ, հեղուկ և գազային):

լայնակի ալիքներ- ալիքներ, որոնց տարածման ժամանակ մասնիկները տատանվում են ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց. Այս դեպքում միջավայրում տեղի են ունենում պարբերական կտրվածքային դեֆորմացիաներ:

Հեղուկների և գազերի մեջ առաձգական ուժերը առաջանում են միայն սեղմման ժամանակ և չեն առաջանում կտրման ժամանակ, հետևաբար այս միջավայրերում լայնակի ալիքներ չեն առաջանում։ Բացառություն են հեղուկի մակերեսի ալիքները:

2.2. ալիքի ճակատ. Արագություն և ալիքի երկարություն

Բնության մեջ չկան պրոցեսներ, որոնք տարածվում են անսահման մեծ արագությամբ, հետևաբար արտաքին ազդեցությամբ ստեղծված խանգարումը շրջակա միջավայրի մի կետում կհասնի մեկ այլ կետի ոչ թե ակնթարթորեն, այլ որոշ ժամանակ անց։ Այս դեպքում միջավայրը բաժանվում է երկու շրջանի՝ շրջան, որի կետերն արդեն ներգրավված են տատանողական շարժման մեջ, և շրջան, որի կետերը դեռ հավասարակշռության մեջ են։ Այս շրջանները բաժանող մակերեսը կոչվում է ալիքի ճակատ.

Ալիքի ճակատ -այն կետերի տեղանքը, որոնց տատանումը (միջավայրի խառնաշփոթը) հասել է տվյալ պահի:

Երբ ալիքը տարածվում է, նրա ճակատը շարժվում է որոշակի արագությամբ, որը կոչվում է ալիքի արագություն։

Ալիքի արագությունը (v) նրա ճակատի շարժման արագությունն է:

Ալիքի արագությունը կախված է միջավայրի հատկություններից և ալիքի տեսակից. լայնակի և երկայնական ալիքները պինդ վիճակում տարածվում են տարբեր արագություններով:

Բոլոր տեսակի ալիքների տարածման արագությունը որոշվում է թույլ ալիքի թուլացման պայմաններում հետևյալ արտահայտությամբ.

որտեղ G-ը առաձգականության արդյունավետ մոդուլն է, ρ՝ միջավայրի խտությունը:

Միջավայրում ալիքի արագությունը չպետք է շփոթել դրա մեջ ներգրավված միջավայրի մասնիկների շարժման արագության հետ. ալիքային գործընթաց. Օրինակ, երբ ձայնային ալիքը տարածվում է օդում, նրա մոլեկուլների թրթռման միջին արագությունը կազմում է մոտ 10 սմ/վ, իսկ ձայնային ալիքի արագությունը նորմալ պայմաններում կազմում է մոտ 330 մ/վ։

Ալիքի ճակատի ձևը որոշում է ալիքի երկրաչափական տեսակը: Այս հիմքի վրա ալիքների ամենապարզ տեսակներն են հարթև գնդաձեւ.

հարթԱլիքը կոչվում է այն ալիքը, որի ճակատը տարածման ուղղությանը ուղղահայաց հարթություն է:

Հարթ ալիքներն առաջանում են, օրինակ, գազով փակ մխոցային բալոնում, երբ մխոցը տատանվում է:

Հարթ ալիքի ամպլիտուդը գործնականում մնում է անփոփոխ։ Ալիքի աղբյուրից հեռավորության հետ կապված դրա աննշան նվազումը կապված է հեղուկ կամ գազային միջավայրի մածուցիկության հետ:

գնդաձեւկոչվում է ալիք, որի ճակատը գնդիկի տեսք ունի։

Այդպիսին է, օրինակ, ալիքը, որն առաջանում է հեղուկ կամ գազային միջավայրում իմպուլսացիոն գնդաձև աղբյուրից։

Գնդաձև ալիքի ամպլիտուդը նվազում է աղբյուրից հեռավորության հետ հակադարձ համեմատական ​​հեռավորության քառակուսու հետ:

Մի շարք ալիքային երևույթներ նկարագրելու համար, ինչպիսիք են միջամտությունը և դիֆրակցիան, օգտագործեք հատուկ հատկանիշ, որը կոչվում է ալիքի երկարություն:

Ալիքի երկարություն կոչվում է այն հեռավորությունը, որով շարժվում է նրա ճակատը միջավայրի մասնիկների տատանումների ժամանակաշրջանին հավասար ժամանակում.

Այստեղ v- ալիքի արագություն, T - տատանումների ժամանակաշրջան, ν - միջին կետերի տատանումների հաճախականությունը, ω - ցիկլային հաճախականություն.

Քանի որ ալիքի տարածման արագությունը կախված է միջավայրի հատկություններից, ալիքի երկարությունից λ մի միջավայրից մյուսը տեղափոխվելիս այն փոխվում է, մինչդեռ հաճախականությունը ν մնում է նույնը:

Ալիքի երկարության այս սահմանումը ունի կարևոր երկրաչափական մեկնաբանություն: Դիտարկենք Նկ. 2.1ա, որը ցույց է տալիս միջավայրի կետերի տեղաշարժերը ժամանակի ինչ-որ կետում: Ալիքի ճակատի դիրքը նշվում է A և B կետերով:

T ժամանակից հետո, որը հավասար է տատանումների մեկ ժամանակաշրջանին, ալիքի ճակատը կշարժվի: Նրա դիրքերը ներկայացված են Նկ. 2.1, բ կետեր A 1 և B 1: Նկարից երևում է, որ ալիքի երկարությունը λ հավասար է նույն փուլում տատանվող հարակից կետերի միջև եղած հեռավորությանը, օրինակ՝ խառնաշփոթության երկու հարակից առավելագույն կամ նվազագույնի հեռավորությանը:

Բրինձ. 2.1.Ալիքի երկարության երկրաչափական մեկնաբանություն

2.3. Հարթ ալիքի հավասարում

Ալիքն առաջանում է միջավայրի վրա պարբերական արտաքին ազդեցությունների արդյունքում։ Հաշվի առեք բաշխումը հարթԱղբյուրի ներդաշնակ տատանումներով ստեղծված ալիք.

որտեղ x և - աղբյուրի տեղաշարժ, A - տատանումների ամպլիտուդ, ω - տատանումների շրջանաձև հաճախականություն:

Եթե ​​միջավայրի որոշ կետ հեռացվում է աղբյուրից s հեռավորության վրա, և ալիքի արագությունը հավասար է v,ապա աղբյուրի կողմից ստեղծված խառնաշփոթը կհասնի ժամանակի այս կետին τ = s/v: Հետևաբար, t-ում դիտարկված կետում տատանումների փուլը նույնն է լինելու, ինչ տվյալ պահին աղբյուրի տատանումների փուլը. (t - s/v),իսկ տատանումների ամպլիտուդը գործնականում կմնա անփոփոխ։ Արդյունքում այս կետի տատանումները կորոշվեն հավասարմամբ

Այստեղ մենք օգտագործել ենք շրջանաձև հաճախականության բանաձևերը (ω = 2π/T) և ալիքի երկարությունը (λ = vՏ)

Այս արտահայտությունը փոխարինելով սկզբնական բանաձևով, մենք ստանում ենք

Հավասարումը (2.2), որը որոշում է միջավայրի ցանկացած կետի տեղաշարժը ցանկացած ժամանակ, կոչվում է. հարթ ալիքի հավասարումը.Կոսինուսի արգումենտը մեծությունն է φ = ωt - 2 π ս /λ - կանչեց ալիքային փուլ.

2.4. Ալիքի էներգետիկ բնութագրերը

Միջավայրը, որտեղ ալիքը տարածվում է, ունի մեխանիկական էներգիա, որը կազմված է իր բոլոր մասնիկների տատանողական շարժման էներգիաներից։ m 0 զանգվածով մեկ մասնիկի էներգիան հայտնաբերվում է բանաձևով (1.21). E 0 = m 0 Α 2 վտ 2/2. Միջավայրի ծավալային միավորը պարունակում է n = էջ/մ 0 մասնիկներ (ρ միջավայրի խտությունն է): Հետևաբար, միջավայրի միավորի ծավալն ունի էներգիա w р = nЕ 0 = ρ Α 2 վտ 2 /2.

Զանգվածային էներգիայի խտությունը(\¥ p) - դրա ծավալի միավորում պարունակվող միջավայրի մասնիկների տատանողական շարժման էներգիան.

որտեղ ρ-ն միջավայրի խտությունն է, A-ն մասնիկների տատանումների ամպլիտուդն է, ω-ն ալիքի հաճախականությունն է:

Քանի որ ալիքը տարածվում է, աղբյուրի հաղորդած էներգիան փոխանցվում է հեռավոր շրջաններ:

Էներգիայի փոխանցման քանակական նկարագրության համար ներկայացվում են հետևյալ մեծությունները.

Էներգիայի հոսք(Ф) - արժեք, որը հավասար է ալիքի կողմից տրված մակերևույթի միջոցով մեկ միավոր ժամանակի ընթացքում փոխանցվող էներգիային.

Ալիքի ինտենսիվությունըկամ էներգիայի հոսքի խտություն (I) - արժեք, հոսքին հավասարէներգիա, որը տեղափոխվում է ալիքի միջոցով ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց տարածքով.

Կարելի է ցույց տալ, որ ալիքի ինտենսիվությունը հավասար է դրա տարածման արագության և ծավալային էներգիայի խտության արտադրյալին

2.5. Որոշ հատուկ սորտեր

ալիքներ

1. հարվածային ալիքներ.Երբ ձայնային ալիքները տարածվում են, մասնիկների տատանման արագությունը չի գերազանցում մի քանի սմ/վրկ, այսինքն. այն հարյուրավոր անգամ փոքր է ալիքի արագությունից: Ուժեղ խանգարումների դեպքում (պայթյուն, մարմինների շարժում գերձայնային արագությամբ, հզոր էլեկտրական լիցքաթափում) միջավայրի տատանվող մասնիկների արագությունը կարող է համեմատելի դառնալ ձայնի արագության հետ։ Սա ստեղծում է էֆեկտ, որը կոչվում է հարվածային ալիք:

Պայթյունի ժամանակ բարձր խտությամբ արտադրանքները, որոնք տաքացվում են մինչև բարձր ջերմաստիճան, ընդլայնվում և սեղմվում են բարակ շերտշրջակա օդը.

հարվածային ալիք -բարակ անցումային շրջան, որը տարածվում է գերձայնային արագությամբ, որտեղ տեղի է ունենում նյութի ճնշման, խտության և արագության կտրուկ աճ։

Հարվածային ալիքը կարող է զգալի էներգիա ունենալ։ Այսպիսով, միջուկային պայթյունի ժամանակ հարվածային ալիքի ձևավորումը ներս է միջավայրըծախսվում է պայթյունի ընդհանուր էներգիայի մոտ 50%-ը։ Հարվածային ալիքը, հասնելով առարկաներին, ունակ է ոչնչացնել։

2. մակերեսային ալիքներ.Երկարացված սահմանների առկայության դեպքում շարունակական միջավայրերում մարմնի ալիքների հետ մեկտեղ կարող են լինել սահմանների մոտ տեղայնացված ալիքներ, որոնք խաղում են ալիքատարների դերը: Այդպիսիք են, մասնավորապես, մակերևութային ալիքները հեղուկ և առաձգական միջավայրում, որոնք հայտնաբերել է անգլիացի ֆիզիկոս Վ. Սթրեթը (Լորդ Ռեյլի) 19-րդ դարի 90-ականներին։ Իդեալական դեպքում Ռեյլի ալիքները տարածվում են կիսատության սահմանի երկայնքով՝ լայնակի ուղղությամբ քայքայվելով։ Արդյունքում, մակերևութային ալիքները տեղայնացնում են մակերեսի վրա ստեղծված շեղումների էներգիան համեմատաբար նեղ մերձմակերևութային շերտում։

մակերեսային ալիքներ -ալիքներ, որոնք տարածվում են մարմնի ազատ մակերևույթի երկայնքով կամ մարմնի սահմանի երկայնքով այլ միջավայրերի հետ և արագ քայքայվում սահմանից հեռավորության հետ:

Ալիքներ ներս երկրի ընդերքը(սեյսմիկ ալիքներ): Մակերեւութային ալիքների ներթափանցման խորությունը մի քանի ալիքի երկարություն է։ Ալիքի երկարությանը հավասար խորության վրա ալիքի ծավալային էներգիայի խտությունը մակերեսի վրա նրա ծավալային խտության մոտավորապես 0,05 է։ Տեղաշարժման ամպլիտուդը արագորեն նվազում է մակերեսից հեռավորության հետ և գործնականում անհետանում է մի քանի ալիքի երկարության խորության վրա:

3. Գրգռման ալիքներ ակտիվ միջավայրեր.

Ակտիվ գրգռված կամ ակտիվ միջավայրը շարունակական միջավայր է, որը բաղկացած է մեծ թվով տարրերից, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի էներգիայի պաշար:

Ընդ որում, յուրաքանչյուր տարր կարող է լինել երեք վիճակներից մեկում՝ 1 - գրգռվածություն, 2 - հրակայունություն (գրգռումից հետո որոշակի ժամանակահատվածում ոչ գրգռելիություն), 3 - հանգիստ: Տարրերը կարող են գրգռվել միայն հանգստի վիճակից: Ակտիվ միջավայրերում գրգռման ալիքները կոչվում են ավտոալիքներ: Ավտոալիքներ -սրանք ինքնապահպանվող ալիքներ են ակտիվ միջավայրում, որոնք իրենց բնութագրերը կայուն են պահում միջավայրում բաշխված էներգիայի աղբյուրների շնորհիվ:

Ավտոալիքի բնութագրերը՝ ժամանակաշրջան, ալիքի երկարություն, տարածման արագություն, առատություն և ձև, կայուն վիճակում կախված են միայն միջավայրի տեղական հատկություններից և կախված չեն սկզբնական պայմաններից։ Աղյուսակում. 2.2-ը ցույց է տալիս ավտոալիքների և սովորական մեխանիկական ալիքների նմանություններն ու տարբերությունները:

Ավտոալիքները կարելի է համեմատել տափաստանում հրդեհի տարածման հետ։ Բոցը տարածվում է էներգիայի բաշխված պաշարներով (չոր խոտ) տարածքի վրա։ Յուրաքանչյուր հաջորդ տարր (խոտի չոր շեղբ) բռնկվում է նախորդից։ Եվ այսպիսով, գրգռման ալիքի (բոցի) ճակատը տարածվում է ակտիվ միջավայրի միջոցով (չոր խոտ): Երբ երկու հրդեհներ հանդիպում են, բոցը անհետանում է, քանի որ էներգիայի պաշարները սպառվում են. ամբողջ խոտը այրվում է:

Ակտիվ միջավայրերում ավտոալիքների տարածման գործընթացների նկարագրությունը օգտագործվում է նյարդային և մկանային մանրաթելերի երկայնքով գործողության պոտենցիալների տարածման ուսումնասիրության ժամանակ:

Աղյուսակ 2.2.Ավտոալիքների և սովորական մեխանիկական ալիքների համեմատություն

2.6. Դոպլերի էֆեկտը և դրա օգտագործումը բժշկության մեջ

Քրիստիան Դոպլեր (1803-1853) - ավստրիացի ֆիզիկոս, մաթեմատիկոս, աստղագետ, աշխարհի առաջին ֆիզիկական ինստիտուտի տնօրեն։

Դոպլերի էֆեկտբաղկացած է դիտորդի կողմից ընկալվող տատանումների հաճախականության փոփոխումից՝ պայմանավորված տատանումների աղբյուրի և դիտորդի հարաբերական շարժմամբ։

Էֆեկտը նկատվում է ակուստիկայում և օպտիկայում։

Մենք ստանում ենք մի բանաձև, որը նկարագրում է Դոպլերի էֆեկտը այն դեպքի համար, երբ ալիքի աղբյուրը և ստացողը շարժվում են միջինի համեմատ մեկ ուղիղ գծով համապատասխանաբար v I և v P արագություններով: Աղբյուրպարտավորվում է ներդաշնակ թրթռումներհաճախականությամբ ν 0՝ համեմատած իր հավասարակշռության դիրքի հետ։ Այս տատանումների արդյունքում ստեղծված ալիքը տարածվում է միջավայրում արագությամբ v.Եկեք պարզենք, թե այս դեպքում տատանումների ինչ հաճախականություն է ֆիքսվելու ստացող.

Աղբյուրի տատանումներից առաջացած խանգարումները տարածվում են միջավայրում և հասնում ստացողին։ Դիտարկենք աղբյուրի մեկ ամբողջական տատանում, որը սկսվում է t 1 = 0 ժամանակում

և ավարտվում է t 2 = T 0 պահին (T 0-ը աղբյուրի տատանումների ժամանակաշրջանն է): Ժամանակի այս պահերին ստեղծված միջավայրի խանգարումները հասնում են ստացողին համապատասխանաբար t"1 և t"2 պահերին։ Այս դեպքում ստացողը ֆիքսում է տատանումները կետով և հաճախականությամբ.

Գտնենք t" 1 և t" 2 պահերը այն դեպքի համար, երբ աղբյուրը և ստացողը շարժվում են նկատմամբմիմյանց, և նրանց միջև սկզբնական հեռավորությունը հավասար է S-ի: t 2 \u003d T 0 պահին այս հեռավորությունը հավասար կլինի S - (v I + v P) T 0, (նկ. 2.2):

Բրինձ. 2.2.Աղբյուրի և ստացողի փոխադարձ դիրքը t 1 և t 2 պահերին

Այս բանաձևը վավեր է այն դեպքում, երբ v և v և p արագությունները ուղղված են նկատմամբմիմյանց. Ընդհանուր առմամբ, երբ շարժվում է

աղբյուրը և ստացողը մեկ ուղիղ գծով, Դոպլերի էֆեկտի բանաձևը ձևավորվում է

Աղբյուրի համար v And արագությունը վերցվում է «+» նշանով, եթե այն շարժվում է ստացողի ուղղությամբ, իսկ «-» նշանով հակառակ դեպքում։ Ստացողի համար՝ նույն կերպ (նկ. 2.3):

Բրինձ. 2.3.Ալիքների աղբյուրի և ստացողի արագության նշանների ընտրություն

Դիտարկենք մեկը հատուկ դեպքԴոպլերի էֆեկտի օգտագործումը բժշկության մեջ. Թող ուլտրաձայնային գեներատորը զուգակցվի ընդունիչի հետ ինչ-որ տեխնիկական համակարգի տեսքով, որը կայուն է միջավայրի համեմատ: Գեներատորն արձակում է ուլտրաձայն՝ ν 0 հաճախականությամբ, որը տարածվում է միջավայրում v արագությամբ։ Դեպի v t արագությամբ համակարգը շարժում է որոշ մարմին: Նախ, համակարգը կատարում է դերը աղբյուր (v AND= 0), իսկ մարմինը ստացողի դերն է (vTl= v T): Այնուհետև ալիքը արտացոլվում է օբյեկտից և ամրագրվում է ֆիքսված ընդունիչ սարքով: Այս դեպքում v AND = v T,և v p \u003d 0:

Երկու անգամ կիրառելով (2.7) բանաձևը, մենք ստանում ենք համակարգի կողմից ֆիքսված հաճախականության բանաձևը արտանետվող ազդանշանի արտացոլումից հետո.

ժամը մոտեցումառարկել արտացոլված ազդանշանի սենսորային հաճախականությանը ավելանում էև ժամը հեռացում - նվազում է.

Չափելով Դոպլերի հաճախականության շեղումը, բանաձևից (2.8) կարող ենք գտնել արտացոլող մարմնի արագությունը.

«+» նշանը համապատասխանում է մարմնի շարժմանը դեպի էմիտեր։

Դոպլերի էֆեկտն օգտագործվում է արյան հոսքի արագությունը, սրտի փականների և պատերի շարժման արագությունը (Դոպլեր էխոկարդիոգրաֆիա) և այլ օրգաններ: Արյան արագության չափման համապատասխան կարգաբերման դիագրամը ներկայացված է Նկ. 2.4.

Բրինձ. 2.4.Արյան արագության չափման տեղադրման սխեման. 1 - ուլտրաձայնային աղբյուր, 2 - ուլտրաձայնային ընդունիչ

Սարքը բաղկացած է երկու պիեզոկրիստալներից, որոնցից մեկը օգտագործվում է ուլտրաձայնային թրթռումներ առաջացնելու համար (հակադարձ պիեզոէլեկտրական էֆեկտ), իսկ երկրորդը՝ արյան միջոցով ցրված ուլտրաձայնային (ուղղակի պիեզոէլեկտրական էֆեկտ) ստանալու համար։

Օրինակ. Որոշեք արյան հոսքի արագությունը զարկերակում, եթե ուլտրաձայնի հակադարձ արտացոլումը (ν 0 = 100 կՀց = 100,000 Հց, v \u003d 1500 մ/վ) էրիթրոցիտներից տեղի է ունենում դոպլերային հաճախականության տեղաշարժ ν Դ = 40 Հց:

Որոշում. Բանաձևով (2.9) մենք գտնում ենք.

v 0 = v D v /2v0 = 40x 1500/(2x 100000) = 0,3 մ/վ:

2.7. Անիզոտրոպիա մակերեսային ալիքների տարածման ժամանակ։ Շոկային ալիքների ազդեցությունը կենսաբանական հյուսվածքների վրա

1. Մակերեւութային ալիքների տարածման անիզոտրոպիա.Ուսումնասիրելիս մեխանիկական հատկություններմաշկը մակերեսային ալիքների օգնությամբ 5-6 կՀց հաճախականությամբ (չշփոթել ուլտրաձայնի հետ), դրսևորվում է մաշկի ակուստիկ անիզոտրոպիա։ Սա արտահայտվում է նրանով, որ մակերեսային ալիքի տարածման արագությունները փոխադարձ ուղղահայաց ուղղություններով՝ մարմնի ուղղահայաց (Y) և հորիզոնական (X) առանցքների երկայնքով տարբերվում են։

Ակուստիկ անիզոտրոպիայի ծանրությունը քանակականացնելու համար օգտագործվում է մեխանիկական անիզոտրոպության գործակիցը, որը հաշվարկվում է բանաձևով.

որտեղ v y- ուղղահայաց առանցքի երկայնքով արագություն, v x- հորիզոնական առանցքի երկայնքով.

Անիզոտրոպության գործակիցը ընդունվում է որպես դրական (K+), եթե v y> v xժամը v y < v xգործակիցը ընդունվում է որպես բացասական (K -): Մաշկի մակերեսային ալիքների արագության թվային արժեքները և անիզոտրոպիայի աստիճանը օբյեկտիվ չափանիշներ են տարբեր ազդեցությունների գնահատման համար, ներառյալ մաշկի վրա:

2. Կենսաբանական հյուսվածքների վրա հարվածային ալիքների գործողություն.Կենսաբանական հյուսվածքների (օրգանների) վրա ազդեցության շատ դեպքերում անհրաժեշտ է հաշվի առնել առաջացող հարվածային ալիքները։

Այսպիսով, օրինակ, հարվածային ալիք է առաջանում, երբ բութ առարկան հարվածում է գլխին: Հետևաբար, պաշտպանիչ սաղավարտներ նախագծելիս ուշադրություն է դարձվում հարվածային ալիքը թուլացնելու և գլխի հետևի մասի պաշտպանությունը ճակատային հարվածից: Այս նպատակին է ծառայում սաղավարտի ներքին ժապավենը, որն առաջին հայացքից թվում է, թե անհրաժեշտ է միայն օդափոխության համար։

Շոկային ալիքները առաջանում են հյուսվածքներում, երբ ենթարկվում են բարձր ինտենսիվության լազերային ճառագայթմանը: Հաճախ դրանից հետո մաշկում սկսում են զարգանալ ցիկատրիկ (կամ այլ) փոփոխություններ։ Այդպես է, օրինակ, կոսմետիկ պրոցեդուրաների դեպքում։ Հետեւաբար, նվազեցնելու համար վնասակար ազդեցությունհարվածային ալիքների դեպքում անհրաժեշտ է նախապես հաշվարկել ազդեցության չափաբաժինը` հաշվի առնելով ինչպես ճառագայթման, այնպես էլ հենց մաշկի ֆիզիկական հատկությունները:

Բրինձ. 2.5.Ճառագայթային հարվածային ալիքների տարածում

Շոկային ալիքները օգտագործվում են ճառագայթային հարվածային ալիքային թերապիայի մեջ: Նկ. 2.5-ը ցույց է տալիս շառավղային հարվածային ալիքների տարածումը ապլիկատորից:

Նման ալիքները ստեղծվում են հատուկ կոմպրեսորով հագեցած սարքերում։ Առաջանում է ճառագայթային հարվածային ալիք օդաճնշական մեթոդ. Մխոցը, որը գտնվում է մանիպուլյատորում, մեծ արագությամբ շարժվում է սեղմված օդի վերահսկվող զարկերակի ազդեցության տակ։ Երբ մխոցը հարվածում է մանիպուլյատորում տեղադրված ապլիկատորին, դրա կինետիկ էներգիան վերածվում է ազդակիր մարմնի տարածքի մեխանիկական էներգիայի: Այս դեպքում, ապլիկատորի և մաշկի միջև գտնվող օդային բացվածքում ալիքների փոխանցման ժամանակ կորուստները նվազեցնելու և հարվածային ալիքների լավ հաղորդունակություն ապահովելու համար օգտագործվում է կոնտակտային գել։ Նորմալ աշխատանքային ռեժիմ՝ հաճախականություն 6-10 Հց, աշխատանքային ճնշում՝ 250 կՊա, մեկ նստաշրջանում իմպուլսների քանակը՝ մինչև 2000:

1. Նավի վրա ազդանշան է տալիս մառախուղում ազդանշաններ տալով, իսկ t=6,6 վրկ հետո լսվում է արձագանք։ Որքա՞ն հեռու է արտացոլող մակերեսը: ձայնի արագությունը օդում v= 330 մ/վ:

Որոշում

t ժամանակում ձայնը անցնում է 2S ճանապարհով՝ 2S = vt →S = vt/2 = 1090 մ: Պատասխան. S = 1090 մ.

2. Ինչ նվազագույն չափըառարկաներ, որոնց դիրքը կարելի է որոշել չղջիկներըձեր սենսորով, որն ունի 100000 Հց հաճախականություն: Ո՞րն է առարկաների նվազագույն չափը, որը դելֆինները կարող են հայտնաբերել 100000 Հց հաճախականությամբ:

Որոշում

Օբյեկտի նվազագույն չափերը հավասար են ալիքի երկարությանը.

λ1\u003d 330 մ / վ / 10 5 Հց \u003d 3,3 մմ: Սա մոտավորապես այն միջատների չափն է, որոնցով սնվում են չղջիկները.

λ2\u003d 1500 մ / վ / 10 5 Հց \u003d 1,5 սմ: Դելֆինը կարող է հայտնաբերել փոքր ձուկ:

Պատասխան.λ1= 3,3 մմ; λ2= 1,5 սմ:

3. Սկզբում մարդը տեսնում է կայծակի բռնկում, իսկ դրանից 8 վայրկյան հետո լսում է ամպրոպ։ Ո՞ր հեռավորության վրա է կայծակը փայլատակել նրանից։

Որոշում

S \u003d v աստղ t \u003d 330 x 8 = 2640 մ. Պատասխան. 2640 մ

4. Երկու ձայնային ալիքներունեն նույն հատկանիշները, բացառությամբ, որ մեկի ալիքի երկարությունը երկու անգամ գերազանցում է մյուսին: Ո՞րն է ամենաշատ էներգիան կրում: Քանի անգամ?

Որոշում

Ալիքի ինտենսիվությունը ուղիղ համեմատական ​​է հաճախականության քառակուսուն (2.6) և հակադարձ համեմատական ​​ալիքի երկարության քառակուսուն (ω = 2πv/λ ). Պատասխան.մեկը ավելի կարճ ալիքի երկարությամբ; 4 անգամ։

5. 262 Հց հաճախականությամբ ձայնային ալիքը տարածվում է օդում 345 մ/վ արագությամբ։ ա) Որքա՞ն է նրա ալիքի երկարությունը. բ) Որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում, որպեսզի տիեզերքի տվյալ կետում փուլը փոխվի 90°-ով: գ) Որքա՞ն է փուլային տարբերությունը (աստիճաններով) միմյանցից 6,4 սմ հեռավորության վրա գտնվող կետերի միջև:

Որոշում

ա) λ =v /ν = 345/262 = 1,32 մ;

մեջ) Δφ = 360°s/λ= 360 x 0,064 / 1,32 = 17,5 °: Պատասխան.ա) λ = 1,32 մ; բ) t = T/4; մեջ) Δφ = 17,5 °:

6. Գնահատեք օդում ուլտրաձայնի վերին սահմանը (հաճախականությունը), եթե հայտնի է դրա տարածման արագությունը. v= 330 մ/վ: Ենթադրենք, որ օդի մոլեկուլները ունեն d = 10 -10 մ կարգի չափ:

Որոշում

Օդում մեխանիկական ալիքը երկայնական է, և ալիքի երկարությունը համապատասխանում է մոլեկուլների երկու մոտակա կոնցենտրացիաների (կամ արտանետումների) միջև եղած հեռավորությանը: Քանի որ կլաստերների միջև հեռավորությունը չի կարող լինել ավելի փոքր չափսերմոլեկուլներ, ապա d = λ. Այս նկատառումներից մենք ունենք ν =v /λ = 3,3x 10 12 Հց. Պատասխան.ν = 3,3x 10 12 Հց.

7. Երկու մեքենա շարժվում են դեպի մեկը՝ v 1 = 20 մ/վ և v 2 = 10 մ/վ արագությամբ։ Առաջին մեքենան ազդանշան է տալիս հաճախականությամբ ν 0 = 800 Հց: Ձայնի արագություն v= 340 մ/վ: Ի՞նչ հաճախականությամբ կլսի երկրորդ մեքենայի վարորդը. ա) մինչև մեքենաների հանդիպումը. բ) մեքենաների հանդիպումից հետո.

8. Երբ գնացքը անցնում է կողքով, դուք լսում եք, թե ինչպես է նրա սուլիչի հաճախականությունը փոխվում ν 1 = 1000 Հց-ից (մոտենալիս) մինչև ν 2 = 800 Հց (երբ գնացքը հեռանում է): Որքա՞ն է գնացքի արագությունը:

Որոշում

Այս խնդիրը տարբերվում է նախորդներից նրանով, որ մենք չգիտենք ձայնի աղբյուրի՝ գնացքի արագությունը, իսկ դրա ազդանշանի ν 0 հաճախականությունը անհայտ է։ Այսպիսով, ստացվում է երկու անհայտ ունեցող հավասարումների համակարգ.

Որոշում

Թող լինի vքամու արագությունն է, և այն փչում է անձից (ընդունիչից) դեպի ձայնի աղբյուրը։ Գետնի համեմատ նրանք անշարժ են, իսկ օդի համեմատ երկուսն էլ շարժվում են դեպի աջ u արագությամբ։

Բանաձևով (2.7) մենք ստանում ենք ձայնի հաճախականությունը: ընկալվում է մարդու կողմից. Նա անփոփոխ է.

Պատասխան.հաճախականությունը չի փոխվի.

Դուք կարող եք պատկերացնել, թե ինչ են մեխանիկական ալիքները՝ քարը ջուրը նետելով։ Շրջանակները, որոնք հայտնվում են դրա վրա և հանդիսանում են հերթափոխ տախտակներ և գագաթներ, մեխանիկական ալիքների օրինակ են։ Ո՞րն է դրանց էությունը: Մեխանիկական ալիքները առաձգական միջավայրերում թրթռումների տարածման գործընթացն են:

Ալիքներ հեղուկ մակերեսների վրա

Նման մեխանիկական ալիքներ գոյություն ունեն հեղուկի մասնիկների վրա միջմոլեկուլային ուժերի և ձգողականության ազդեցության պատճառով։ Մարդիկ վաղուց են ուսումնասիրում այս երեւույթը։ Առավել նշանավոր են օվկիանոսային և ծովային ալիքներ. Քանի որ քամու արագությունը մեծանում է, դրանք փոխվում են, իսկ բարձրությունը մեծանում է: Ալիքների ձևն ինքնին նույնպես ավելի բարդ է դառնում: Օվկիանոսում դրանք կարող են սարսափելի չափերի հասնել։ Ուժի ամենաակնառու օրինակներից մեկը ցունամին է, որն իր ճանապարհին ջնջում է ամեն ինչ:

Ծովի և օվկիանոսի ալիքների էներգիա

Հասնելով ափ՝ ծովի ալիքներն ավելանում են խորության կտրուկ փոփոխությամբ։ Նրանք երբեմն հասնում են մի քանի մետր բարձրության: Նման պահերին ջրի վիթխարի զանգված տեղափոխվում է առափնյա խոչընդոտներ, որոնք արագորեն ոչնչացվում են նրա ազդեցության տակ։ Սերֆի ուժը երբեմն հասնում է վիթխարի արժեքների։

առաձգական ալիքներ

Մեխանիկայի մեջ ուսումնասիրվում են ոչ միայն հեղուկի մակերեսի տատանումները, այլ նաև այսպես կոչված առաձգական ալիքները։ Սրանք շեղումներ են, որոնք տարածվում են տարբեր միջավայրերում դրանց մեջ առաձգական ուժերի ազդեցության ներքո: Նման շեղումը տվյալ միջավայրի մասնիկների ցանկացած շեղում է հավասարակշռության դիրքից։ Առաձգական ալիքների լավ օրինակ է երկար պարանկամ ռետինե խողովակ, որը մի ծայրով ամրացված է ինչ-որ բանի վրա: Եթե ​​դուք ամուր քաշեք այն, ապա կողային կտրուկ շարժումով անհանգստություն ստեղծեք նրա երկրորդ (չֆիքսված) ծայրում, ապա կարող եք տեսնել, թե ինչպես է այն «վազում» պարանի ողջ երկարությամբ դեպի հենարանը և արտացոլվում հետ:

Սկզբնական շեղումը հանգեցնում է միջավայրում ալիքի առաջացմանը: Այն առաջանում է ինչ-որ օտար մարմնի ազդեցությամբ, որը ֆիզիկայում կոչվում է ալիքի աղբյուր։ Դա կարող է լինել պարան ճոճող մարդու ձեռքը կամ ջուրը նետված խճաքարը։ Այն դեպքում, երբ աղբյուրի գործողությունը կարճատև է, միջինում հաճախ հայտնվում է միայնակ ալիք։ Երբ «խանգարողը» երկար ալիքներ է անում, դրանք սկսում են հայտնվել մեկը մյուսի հետևից։

Մեխանիկական ալիքների առաջացման պայմանները

Նման տատանումներ միշտ չէ, որ գոյանում են։ Անհրաժեշտ պայմանքանի որ դրանց տեսքը դա կանխող ուժերի միջավայրի խաթարման պահին առաջանալն է, մասնավորապես՝ առաձգականությունը։ Նրանք հակված են միմյանց մոտեցնելու հարևան մասնիկները, երբ նրանք հեռանում են միմյանցից, և հրում նրանց միմյանցից, երբ մոտենում են միմյանց: Առաձգական ուժերը, որոնք գործում են խառնաշփոթության աղբյուրից հեռու գտնվող մասնիկների վրա, սկսում են անհավասարակշռել դրանք: Ժամանակի ընթացքում միջավայրի բոլոր մասնիկները ներգրավված են մեկ տատանողական շարժման մեջ։ Նման տատանումների տարածումը ալիք է։

Մեխանիկական ալիքները առաձգական միջավայրում

Առաձգական ալիքում միաժամանակ լինում է 2 տեսակի շարժում՝ մասնիկների տատանումներ և շեղումների տարածում։ Երկայնական ալիքը մեխանիկական ալիք է, որի մասնիկները տատանվում են դրա տարածման ուղղությամբ։ Լայնակի ալիքը ալիք է, որի միջին մասնիկները տատանվում են դրա տարածման ուղղությամբ:

Մեխանիկական ալիքների հատկությունները

Երկայնական ալիքում շեղումները հազվադեպություն և սեղմում են, իսկ լայնակի ալիքում՝ միջավայրի որոշ շերտերի տեղաշարժեր (տեղաշարժումներ) մյուսների նկատմամբ։ Սեղմման դեֆորմացիան ուղեկցվում է առաձգական ուժերի ի հայտ գալով։ Այս դեպքում դա կապված է բացառապես առաձգական ուժերի ի հայտ գալու հետ պինդ նյութերՕ՜ Գազային և հեղուկ միջավայրերում այդ միջավայրերի շերտերի տեղաշարժը չի ուղեկցվում նշված ուժի ի հայտ գալով։ Իրենց հատկությունների շնորհիվ երկայնական ալիքները կարողանում են տարածվել ցանկացած միջավայրում, իսկ լայնակի ալիքները՝ միայն պինդներում։

Հեղուկների մակերեսին ալիքների առանձնահատկությունները

Հեղուկի մակերեսի ալիքները ոչ երկայնական են, ոչ լայնակի: Նրանք ունեն ավելի բարդ, այսպես կոչված, երկայնական լայնակի բնույթ։ Այս դեպքում հեղուկի մասնիկները շարժվում են շրջանաձև կամ երկարավուն էլիպսների երկայնքով։ Հեղուկի մակերեսին և հատկապես մեծ տատանումներով մասնիկները ուղեկցվում են նրանց դանդաղ, բայց շարունակական շարժումով ալիքի տարածման ուղղությամբ։ Ջրի մեջ մեխանիկական ալիքների հենց այս հատկություններն են առաջացնում ափին զանազան ծովամթերքների հայտնվելը։

Մեխանիկական ալիքների հաճախականությունը

Եթե ​​առաձգական միջավայրում (հեղուկ, պինդ, գազային) նրա մասնիկների թրթռումը գրգռված է, ապա դրանց փոխազդեցության շնորհիվ այն կտարածվի u արագությամբ։ Այսպիսով, եթե տատանվող մարմինը գտնվում է գազային կամ հեղուկ միջավայրում, ապա նրա շարժումը կսկսի փոխանցվել իրեն հարող բոլոր մասնիկներին։ Գործընթացի մեջ կներգրավեն հաջորդներին և այլն։ Այս դեպքում միջավայրի բացարձակապես բոլոր կետերը կսկսեն տատանվել նույն հաճախականությամբ, որը հավասար է տատանվող մարմնի հաճախականությանը: Դա ալիքի հաճախականությունն է։ Այլ կերպ ասած, այս մեծությունը կարող է բնութագրվել որպես կետեր միջավայրում, որտեղ ալիքը տարածվում է:

Հնարավոր է, որ անմիջապես պարզ չլինի, թե ինչպես է այս գործընթացը տեղի ունենում: Մեխանիկական ալիքները կապված են տատանողական շարժման էներգիայի փոխանցման հետ իր աղբյուրից դեպի միջավայրի ծայրամաս: Արդյունքում առաջանում են այսպես կոչված պարբերական դեֆորմացիաներ, որոնք ալիքը տեղափոխում է մի կետից մյուսը։ Այս դեպքում միջավայրի մասնիկներն իրենք չեն շարժվում ալիքի հետ միասին։ Նրանք տատանվում են իրենց հավասարակշռության դիրքի մոտ։ Այդ իսկ պատճառով մեխանիկական ալիքի տարածումը չի ուղեկցվում նյութի տեղափոխմամբ մի տեղից մյուսը։ Մեխանիկական ալիքներն ունեն տարբեր հաճախականություններ։ Հետեւաբար, դրանք բաժանվեցին միջակայքերի և ստեղծեցին հատուկ սանդղակ: Հաճախականությունը չափվում է հերցով (Հց):

Հիմնական բանաձևեր

Մեխանիկական ալիքները, որոնց հաշվարկման բանաձևերը բավականին պարզ են հետաքրքիր օբյեկտսովորելու համար։ Ալիքի արագությունը (υ) նրա առջևի շարժման արագությունն է (բոլոր կետերի երկրաչափական տեղը, որին հասել է միջավայրի տատանումը. այս պահին):

որտեղ ρ-ը միջավայրի խտությունն է, G-ը՝ առաձգականության մոդուլը։

Հաշվարկելիս չպետք է շփոթել միջավայրում մեխանիկական ալիքի արագությունը դրա մեջ ներգրավված միջավայրի մասնիկների շարժման արագության հետ: Այսպիսով, օրինակ, օդում ձայնային ալիքը տարածվում է Միջին արագությունընրա մոլեկուլների թրթռումները 10 մ/վրկ արագությամբ, մինչդեռ ձայնային ալիքի արագությունը նորմալ պայմաններում 330 մ/վ է։

Ալիքի ճակատը տեղի է ունենում տարբեր տեսակներ, որոնցից ամենապարզներն են.

Գնդաձև - պայմանավորված է գազային կամ հեղուկ միջավայրի տատանումներով: Այս դեպքում ալիքի ամպլիտուդը նվազում է աղբյուրից հեռավորության հետ հակառակ հարաբերակցությամբ հեռավորության քառակուսու հետ:

Հարթ - հարթություն է, որն ուղղահայաց է ալիքի տարածման ուղղությանը: Այն տեղի է ունենում, օրինակ, փակ մխոցային մխոցում, երբ այն տատանվում է: Հարթ ալիքը բնութագրվում է գրեթե հաստատուն ամպլիտուդով: Նրա աննշան նվազումը խանգարման աղբյուրից հեռավորության հետ կապված է գազային կամ հեղուկ միջավայրի մածուցիկության աստիճանի հետ:

Ալիքի երկարություն

Հասկացեք այն հեռավորությունը, որով նրա ճակատը կշարժվի այն ժամանակում, որը հավասար է միջավայրի մասնիկների տատանումների ժամանակաշրջանին.

λ = υT = υ/v = 2πυ/ ω,

որտեղ T-ը տատանման ժամանակաշրջանն է, υ-ն ալիքի արագությունն է, ω-ն ցիկլային հաճախականությունն է, ν-ը միջին կետերի տատանումների հաճախականությունն է:

Քանի որ մեխանիկական ալիքի տարածման արագությունը լիովին կախված է միջավայրի հատկություններից, նրա երկարությունը λ փոխվում է մի միջավայրից մյուսին անցնելու ժամանակ։ Այս դեպքում տատանումների ν հաճախականությունը միշտ մնում է նույնը։ Մեխանիկական և նման է նրանով, որ դրանց տարածման ժամանակ էներգիա է փոխանցվում, բայց նյութ չի փոխանցվում։

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Երկայնական ալիք- սա ալիք է, որի տարածման ժամանակ տեղի է ունենում միջավայրի մասնիկների տեղաշարժ ալիքի տարածման ուղղությամբ (նկ. 1, ա):

Երկայնական ալիքի առաջացման պատճառը սեղմումը / երկարաձգումն է, այսինքն. միջավայրի դիմադրությունը նրա ծավալի փոփոխությանը. Հեղուկներում կամ գազերում նման դեֆորմացիան ուղեկցվում է միջավայրի մասնիկների նոսրացումով կամ խտացումով։ Երկայնական ալիքները կարող են տարածվել ցանկացած միջավայրում՝ պինդ, հեղուկ և գազային:

Օրինակներ երկայնական ալիքներալիքներ են առաձգական ձողի մեջ կամ ձայնային ալիքներ գազերում։

լայնակի ալիքներ

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

լայնակի ալիք- սա ալիք է, որի տարածման ժամանակ տեղի է ունենում միջավայրի մասնիկների տեղաշարժը ալիքի տարածմանը ուղղահայաց ուղղությամբ (նկ. 1բ):

Լայնակի ալիքի պատճառը միջավայրի մի շերտի կտրվածքային դեֆորմացիան է մյուսի նկատմամբ: Երբ լայնակի ալիքը տարածվում է միջավայրում, ձևավորվում են գագաթներ և գոգավորություններ: Հեղուկներն ու գազերը, ի տարբերություն պինդ մարմինների, չունեն առաձգականություն շերտի կտրվածքի նկատմամբ, այսինքն. մի դիմադրեք ձևի փոփոխությանը. Հետեւաբար, լայնակի ալիքները կարող են տարածվել միայն պինդ մարմիններում:

Լայնակի ալիքների օրինակներ են ալիքները, որոնք շարժվում են ձգված պարանի կամ պարանի երկայնքով:

Հեղուկի մակերեսի ալիքները ոչ երկայնական են, ոչ լայնակի: Եթե ​​ջրի երեսին բոց նետեք, կտեսնեք, որ այն շարժվում է՝ ալիքների վրա օրորվելով, շրջանաձև: Այսպիսով, հեղուկ մակերեսի վրա ալիքն ունի ինչպես լայնակի, այնպես էլ երկայնական բաղադրիչներ: Հեղուկի մակերեսին կարող են առաջանալ նաև հատուկ տեսակի ալիքներ՝ այսպես կոչված մակերեսային ալիքներ. Նրանք առաջանում են մակերեսային լարվածության գործողության և ուժի արդյունքում։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ

Որոշեք լայնակի ալիքի տարածման ուղղությունը, եթե բոցը ժամանակի ինչ-որ պահի ունի նկարում նշված արագության ուղղությունը:

Որոշում

Եկեք նկարենք: Եկեք գծենք ալիքի մակերեսը լողոցի մոտ որոշակի ժամանակային ընդմիջումից հետո, հաշվի առնելով, որ այս ընթացքում լողացողը իջավ, քանի որ այն ժամանակի պահին ուղղված էր դեպի ներքև: Շարունակելով գիծը դեպի աջ և ձախ, մենք ցույց ենք տալիս ալիքի դիրքը ժամանակին: Համեմատելով ալիքի դիրքը ժամանակի սկզբնական պահին ( ամուր գիծ) և ժամանակին (հատված գիծ), մենք եզրակացնում ենք, որ ալիքը տարածվում է դեպի ձախ:

Փորձը ցույց է տալիս, որ առաձգական միջավայրի ցանկացած կետում գրգռված թրթռումները ժամանակի ընթացքում փոխանցվում են նրա մյուս մասերին: Այսպիսով, լճի հանգիստ ջրի մեջ նետված քարից ալիքները շրջանաձև շեղվում են, որոնք ի վերջո հասնում են ափ: Սրտի թրթիռները, որոնք գտնվում են կրծքավանդակի ներսում, զգացվում են դաստակի վրա, որն օգտագործվում է զարկերակը որոշելու համար։ Վերոնշյալ օրինակները կապված են մեխանիկական ալիքների տարածման հետ։

• մեխանիկական ալիք կանչեցառաձգական միջավայրում տատանումների տարածման գործընթացը, որն ուղեկցվում է միջավայրի մի կետից մյուսը էներգիայի տեղափոխմամբ։ Նշենք, որ մեխանիկական ալիքները չեն կարող տարածվել վակուումում:

Մեխանիկական ալիքի աղբյուրը տատանվող մարմինն է։ Եթե ​​աղբյուրը տատանվում է սինուսոիդային, ապա առաձգական միջավայրում ալիքը նույնպես կունենա սինուսոիդի ձև։ Առաձգական միջավայրի ցանկացած վայրում առաջացած տատանումները միջավայրում տարածվում են որոշակի արագությամբ՝ կախված միջավայրի խտությունից և առաձգական հատկություններից։

Մենք շեշտում ենք, որ երբ ալիքը տարածվում է նյութի ոչ մի փոխանցում, այսինքն՝ մասնիկները տատանվում են միայն հավասարակշռության դիրքերի մոտ։ Հավասարակշռության դիրքի համեմատ մասնիկների միջին տեղաշարժը երկար ժամանակահատվածում զրո է:

Ալիքի հիմնական բնութագրերը

Դիտարկենք ալիքի հիմնական բնութագրերը:

• "Ալիքի ճակատ»- սա երևակայական մակերես է, որին ալիքի խանգարումը հասել է տվյալ պահին:

• Ալիքի տարածման ուղղությամբ ալիքի ճակատին ուղղահայաց գծված գիծը կոչվում է ճառագայթ.

Ճառագայթը ցույց է տալիս ալիքի տարածման ուղղությունը:

Կախված ալիքի ճակատի ձևից՝ ալիքները լինում են հարթ, գնդաձև և այլն։

AT ինքնաթիռի ալիքալիքի մակերեսները ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց հարթություններ են: Հարթ բաղնիքում հարթ ալիքների վրա կարելի է ձեռք բերել հարթ ալիքներ՝ օգտագործելով հարթ ձողի տատանումները (նկ. 1):

mex-voln-1-01.swfԲրինձ. 1. Մեծացնել Flash-ը

AT գնդաձև ալիքալիքային մակերեսները համակենտրոն գնդեր են: Գնդաձև ալիք կարող է առաջանալ միատարր առաձգական միջավայրում պուլսացող գնդակի միջոցով: Նման ալիքը բոլոր ուղղություններով տարածվում է նույն արագությամբ։ Ճառագայթները գնդերի շառավիղներն են (նկ. 2):

Ալիքի հիմնական բնութագրերը.

• ամպլիտուդություն (Ա) թրթռումների ժամանակ միջավայրի կետերի առավելագույն տեղաշարժի մոդուլն է հավասարակշռության դիրքերից.

• ժամանակաշրջան (Տ) լրիվ տատանման ժամանակն է (միջավայրի կետերի տատանման ժամանակաշրջանը հավասար է ալիքի աղբյուրի տատանումների ժամանակաշրջանին)

\(T=\dfrac(t)(N),\)

Որտեղ տ- այն ժամանակահատվածը, որի ընթացքում Նտատանումներ;

• հաճախականությունը(ν) - տվյալ կետում կատարված ամբողջական տատանումների քանակը միավոր ժամանակում

\((\rm \nu) =\dfrac(N)(t).\)

Ալիքի հաճախականությունը որոշվում է աղբյուրի տատանումների հաճախականությամբ.

• արագություն(υ) - ալիքի գագաթի արագությունը (սա մասնիկների արագությունը չէ:)

• ալիքի երկարությունը(λ) - ամենափոքր հեռավորությունը երկու կետերի միջև, որոնցում տատանումները տեղի են ունենում նույն փուլում, այսինքն՝ սա այն հեռավորությունն է, որի վրա ալիքը տարածվում է աղբյուրի տատանումների ժամանակաշրջանին հավասար ժամանակային ընդմիջումով։

\(\lambda =\upsilon \cdot T.\)

Ալիքների միջոցով տեղափոխվող էներգիան բնութագրելու համար օգտագործվում է հայեցակարգը ալիքի ինտենսիվությունը (Ի), սահմանվում է որպես էներգիա ( Վ) տեղափոխվում է ալիքով մեկ միավոր ժամանակում ( տ= 1 գ) մակերեսի միջով Ս\u003d 1 մ 2, որը գտնվում է ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց.

\(I=\dfrac(W)(S\cdot t).\)

Այլ կերպ ասած, ինտենսիվությունը այն հզորությունն է, որը ալիքները տեղափոխում են միավոր տարածքի մակերեսով, ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց: SI ինտենսիվության միավորը վտ է քառակուսի մետրի համար (1 Վտ/մ2):

Ճանապարհորդող ալիքի հավասարում

Դիտարկենք ալիքի աղբյուրի տատանումները, որոնք տեղի են ունենում ցիկլային հաճախականությամբ ω \(\left(\omega =2\pi \cdot \nu =\dfrac(2\pi )(T) \աջ)\) և ամպլիտուդով Ա:

\(x(t)=A\cdot \sin \; (\omega \cdot t),\)

որտեղ x(տ) աղբյուրի տեղաշարժն է հավասարակշռության դիրքից։

Միջավայրի որոշակի կետում տատանումները չեն գա անմիջապես, այլ որոշակի ժամանակահատվածից հետո, որը որոշվում է ալիքի արագությամբ և աղբյուրից մինչև դիտակետ հեռավորությամբ: Եթե ​​տվյալ միջավայրում ալիքի արագությունը υ է, ապա կախվածությունը ժամանակից տկոորդինատներ (օֆսեթ) xհեռավորության վրա տատանվող կետ rաղբյուրից, նկարագրված է հավասարմամբ

\(x(t,r) = A\cdot \sin \; \omega \cdot \left(t-\dfrac(r)(\upsilon) \աջ)=A\cdot \sin \; \left(\omega \cdot t-k\cdot r \աջ), \;\;\; (1)\)

որտեղ կ-ալիքի համարը \(\left(k=\dfrac(\omega)(\upsilon) = \dfrac(2\pi)(\lambda) \right), \;\;\; \varphi =\omega \cdot t-k \cdot r\) - ալիքի փուլ:

(1) արտահայտությունը կոչվում է շրջող ալիքի հավասարումը.

Ճանապարհորդող ալիքը կարելի է դիտել հետևյալ փորձի ժամանակ. եթե հարթ հորիզոնական սեղանի վրա ընկած ռետինե լարի մի ծայրը ամրացված է և, ձեռքով թեթևակի քաշելով լարը, նրա մյուս ծայրը տանում է ճոճվող շարժման՝ լարին ուղղահայաց ուղղությամբ, ապա նրա երկայնքով ալիք կանցնի:

Երկայնական և լայնակի ալիքներ

Տարբերում են երկայնական և լայնակի ալիքներ։

• Ալիքը կոչվում է լայնակի, եթեՄիջավայրի մասնիկները տատանվում են ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց հարթությունում։

Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք լայնակի ալիքների ձևավորման գործընթացը: Եկեք որպես իրական պարանի մոդել վերցնենք գնդակների շղթան ( նյութական միավորներ) միմյանց հետ կապված առաձգական ուժերով (նկ. 3, ա)։ Նկար 3-ը ցույց է տալիս լայնակի ալիքի տարածման գործընթացը և ցույց է տալիս գնդակների դիրքերը հաջորդական ժամանակային ընդմիջումներով, որոնք հավասար են պարբերության քառորդին:

Սկզբնական ժամանակում \(\left(t_1 = 0 \աջ)\) բոլոր կետերը գտնվում են հավասարակշռության մեջ (նկ. 3, ա): Եթե ​​շեղում եք գնդակը 1 գնդերի ամբողջ շղթային ուղղահայաց հավասարակշռության դիրքից, ապա 2 -րդ գնդակը՝ առաձգականորեն կապված 1 -րդ, կսկսի հետևել նրան: Շարժման իներցիայով պայմանավորված 2 Գնդակը կկրկնի շարժումները 1 րդ, բայց ժամանակի ուշացումով։ Գնդակ 3 րդ, առաձգականորեն կապված 2 -րդ, կսկսի շարժվել ետևում 2 րդ գնդակը, բայց ավելի մեծ ուշացումով:

\(\left(t_2 = \dfrac(T)(4) \right)\) ժամանակաշրջանի մեկ քառորդից հետո տատանումները տարածվում են մինչև 4 -րդ գնդակը, 1 --րդ գնդակը ժամանակ կունենա իր հավասարակշռության դիրքից շեղվելու առավելագույն հեռավորությամբ, որը հավասար է տատանումների ամպլիտուդին ԲԱՅՑ(նկ. 3բ): Կես շրջանից հետո \(\left(t_3 = \dfrac(T)(2) \աջ)\) 1 --րդ գնդակը, շարժվելով ներքև, կվերադառնա հավասարակշռության դիրքի, 4 -րդը հավասարակշռության դիրքից կշեղվի տատանումների ամպլիտուդին հավասար հեռավորությամբ ԲԱՅՑ(նկ. 3, գ): Ալիքն այս ընթացքում հասնում է 7 -րդ գնդակ և այլն:

\(\ձախ(t_5 = T \աջ)\) ժամանակահատվածի միջով 1 --րդ գնդակը, կատարելով ամբողջական տատանում, անցնում է հավասարակշռության դիրքով, և տատանողական շարժումը կտարածվի դեպի. 13 րդ գնդակը (նկ. 3, ե): Եվ հետո շարժումը 1 Գնդակը սկսում է կրկնվել, և ավելի ու ավելի շատ գնդակներ են մասնակցում տատանողական շարժմանը (նկ. 3, ե):

Mex-voln-1-06.swfԲրինձ. 6. Մեծացնել Flash-ը

Երկայնական ալիքների օրինակներ են ձայնային ալիքները օդում և հեղուկում: Գազերում և հեղուկներում առաձգական ալիքներն առաջանում են միայն այն ժամանակ, երբ միջավայրը սեղմվում է կամ հազվադեպ է լինում: Հետեւաբար, նման միջավայրում կարող են տարածվել միայն երկայնական ալիքները:

Ալիքները կարող են տարածվել ոչ միայն միջավայրում, այլև երկու կրիչների միջերեսի երկայնքով: Նման ալիքները կոչվում են մակերեսային ալիքներ. Օրինակ այս տեսակիալիքները ջրի երեսին հայտնի ալիքներն են:

գրականություն

1. Ակսենովիչ Լ.Ա. Ֆիզիկա ին ավագ դպրոց: Տեսություն. Առաջադրանքներ. Թեստեր՝ Պրոց. նպաստ տրամադրող հաստատություններին ընդհանուր. միջավայրեր, կրթություն / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Էդ. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsy i vykhavanne, 2004. - C. 424-428:
2. Ժիլկոն, Վ.Վ. Ֆիզիկա՝ դասագիրք. 11-րդ դասարանի հանրակրթական նպաստ. դպրոց ռուսերենից լեզու վերապատրաստում / V.V. Ժիլկոն, Լ.Գ. Մարկովիչ. - Մինսկ. Նար. Ասվետա, 2009. - S. 25-29.

§ 1.7. մեխանիկական ալիքներ

Տիեզերքում տարածվող նյութի կամ դաշտի թրթռումները կոչվում են ալիք։ Նյութի տատանումները առաջացնում են առաձգական ալիքներ (հատուկ դեպք ձայնն է):

մեխանիկական ալիքժամանակի ընթացքում միջավայրի մասնիկների տատանումների տարածումն է։

Շարունակական միջավայրում ալիքները տարածվում են մասնիկների փոխազդեցության շնորհիվ: Եթե ​​որևէ մասնիկ գալիս է տատանողական շարժման, ապա առաձգական կապի շնորհիվ այդ շարժումը փոխանցվում է հարևան մասնիկներին, և ալիքը տարածվում է։ Այս դեպքում տատանվող մասնիկներն իրենք չեն շարժվում ալիքի հետ, այլ վարանելիրենց շուրջը հավասարակշռության դիրքեր.

Երկայնական ալիքներալիքներ են, որոնցում մասնիկների տատանումների ուղղությունը x համընկնում է ալիքի տարածման ուղղության հետ . Երկայնական ալիքները տարածվում են գազերում, հեղուկներում և պինդ մարմիններում։

Պ
օպերային ալիքներ- դրանք ալիքներ են, որոնցում մասնիկների տատանումների ուղղությունը ուղղահայաց է ալիքի տարածման ուղղությանը. . Լայնակի ալիքները տարածվում են միայն պինդ միջավայրում:

Ալիքներն ունեն երկու պարբերականություն. ժամանակի և տարածության մեջ. Ժամանակի պարբերականությունը նշանակում է, որ միջավայրի յուրաքանչյուր մասնիկ տատանվում է իր հավասարակշռության դիրքի շուրջ, և այդ շարժումը կրկնվում է տատանման ժամանակաշրջանով:

Տարածության մեջ ալիքի գործընթացի պարբերականությունը բնութագրվում է մեծությամբ, որը կոչվում է ալիքի երկարություն և նշվում է. .

Ալիքի երկարությունը այն հեռավորությունն է, որով ալիքը տարածվում է միջավայրում մասնիկների տատանումների մեկ ժամանակահատվածում։ .

Այստեղից
, որտեղ - մասնիկների տատանումների ժամանակաշրջան, - տատանումների հաճախականությունը, - ալիքի տարածման արագությունը՝ կախված միջավայրի հատկություններից։

Դեպի ինչպես գրել ալիքի հավասարումը: Թող O կետում (ալիքի աղբյուր) գտնվող լարը տատանվի կոսինուսի օրենքի համաձայն.

Թող որոշ B կետ լինի x հեռավորության վրա աղբյուրից (կետ O): V արագությամբ տարածվող ալիքը դրան հասնելու համար ժամանակ է պահանջում։
. Սա նշանակում է, որ B կետում տատանումները կսկսվեն ավելի ուշ
. այսինքն. Այս հավասարման մեջ արտահայտությունները փոխարինելուց հետո
և մի շարք մաթեմատիկական փոխակերպումներ, մենք ստանում ենք

,
. Ներկայացնենք նշումը.
. Հետո. Բ կետի ընտրության կամայականության պատճառով այս հավասարումը կլինի հարթ ալիքի պահանջվող հավասարումը.
.

Կոսինուսի նշանի տակ արտահայտված արտահայտությունը կոչվում է ալիքի փուլ
.

Ե Եթե ​​երկու կետերը գտնվում են ալիքի աղբյուրից տարբեր հեռավորությունների վրա, ապա դրանց փուլերը տարբեր կլինեն։ Օրինակ, B և C կետերի փուլերը, որոնք տեղակայված են հեռավորությունների վրա և ալիքի աղբյուրից, համապատասխանաբար հավասար կլինի

B կետում և C կետում տեղի ունեցող տատանումների փուլային տարբերությունը կնշվի
և դա հավասար կլինի

Նման դեպքերում ասում են, որ B և C կետերում տեղի ունեցող տատանումների միջև տեղի է ունենում փուլային տեղաշարժ Δφ: Ասում են, որ B և C կետերում տատանումները տեղի են ունենում փուլում, եթե
. Եթե
, ապա B և C կետերում տատանումները տեղի են ունենում հակաֆազում։ Մնացած բոլոր դեպքերում ուղղակի փուլային տեղաշարժ կա:

«Ալիքի երկարություն» հասկացությունը կարելի է սահմանել մեկ այլ կերպ.

Հետևաբար, k-ն կոչվում է ալիքի համար։

Մենք ներկայացրել ենք նշումը
և ցույց տվեց դա
. Հետո

.

Ալիքի երկարությունը տատանումների մեկ ժամանակահատվածում ալիքի անցած ճանապարհն է:

Եկեք սահմանենք երկու կարևոր հասկացություն ալիքային տեսության մեջ.

ալիքի մակերեսըմիջավայրում այն ​​կետերի տեղն է, որոնք տատանվում են նույն փուլում: Ալիքի մակերեսը կարող է գծվել միջավայրի ցանկացած կետի միջով, հետևաբար դրանց թիվը անսահման է:

Ալիքի մակերեսները կարող են լինել ցանկացած ձևի, և ամենապարզ դեպքում դրանք միմյանց զուգահեռ հարթություններ են (եթե ալիքի աղբյուրը անսահման հարթություն է) կամ համակենտրոն գնդերի մի շարք (եթե ալիքի աղբյուրը կետ է):

ալիքի ճակատ(ալիքի ճակատ) - այն կետերի տեղանքը, որին հասնում են տատանումները ժամանակի պահին . Ալիքի ճակատը բաժանում է տարածության այն մասը, որը ներգրավված է ալիքի գործընթացում այն ​​տարածքից, որտեղ տատանումներ դեռ չեն առաջացել: Հետեւաբար, ալիքի ճակատը ալիքի մակերեսներից մեկն է: Այն բաժանում է երկու տարածք՝ 1 - որին հասել է ալիքը t ժամանակով, 2 - չի հասել:

Ցանկացած ժամանակ կա միայն մեկ ալիքային ճակատ, և այն անընդհատ շարժվում է, մինչդեռ ալիքի մակերեսները մնում են անշարժ (նրանք անցնում են նույն փուլում տատանվող մասնիկների հավասարակշռության դիրքերով):

ինքնաթիռի ալիք- սա ալիք է, որի ալիքի մակերեսները (և ալիքի ճակատը) զուգահեռ հարթություններ են:

գնդաձև ալիքալիք է, որի ալիքային մակերեսները համակենտրոն գնդեր են։ Գնդային ալիքի հավասարում.
.

Միջավայրի յուրաքանչյուր կետ, որին հասել են երկու կամ ավելի ալիքներ, կմասնակցեն յուրաքանչյուր ալիքի առաջացրած տատանումներին առանձին: Ո՞րն է լինելու արդյունքում առաջացող թրթռումը: Դա կախված է մի շարք գործոններից, մասնավորապես, միջավայրի հատկություններից։ Եթե ​​միջավայրի հատկությունները չեն փոխվում ալիքի տարածման գործընթացի պատճառով, ապա միջավայրը կոչվում է գծային։ Փորձը ցույց է տալիս, որ ալիքները միմյանցից անկախ են տարածվում գծային միջավայրում: Մենք կդիտարկենք ալիքները միայն գծային լրատվամիջոցներում: Իսկ ինչպիսի՞ն կլինի այն կետի տատանումը, որը հասել է միաժամանակ երկու ալիքի։ Այս հարցին պատասխանելու համար անհրաժեշտ է հասկանալ, թե ինչպես կարելի է գտնել այս կրկնակի գործողության արդյունքում առաջացած տատանման ամպլիտուդը և փուլը։ Ստացված տատանման ամպլիտուդը և փուլը որոշելու համար անհրաժեշտ է գտնել յուրաքանչյուր ալիքի առաջացրած տեղաշարժերը, ապա ավելացնել դրանք։ Ինչպե՞ս: Երկրաչափական!

Ալիքների սուպերպոզիցիայով (վերածման) սկզբունքը. երբ մի քանի ալիքներ տարածվում են գծային միջավայրում, դրանցից յուրաքանչյուրը տարածվում է այնպես, կարծես այլ ալիքներ չկան, և արդյունքում միջավայրի մասնիկի տեղաշարժը ցանկացած պահի հավասար է երկրաչափական գումարին։ այն տեղաշարժերը, որոնք ստանում են մասնիկները՝ մասնակցելով ալիքային գործընթացների յուրաքանչյուր բաղադրիչին։

Ալիքային տեսության կարևոր հայեցակարգը հայեցակարգն է համահունչություն - մի քանի տատանողական կամ ալիքային գործընթացների համակարգված հոսք ժամանակի և տարածության մեջ. Եթե ​​դիտակետ հասնող ալիքների փուլային տարբերությունը կախված չէ ժամանակից, ապա այդպիսի ալիքները կոչվում են. համահունչ. Ակնհայտ է, որ միայն նույն հաճախականությամբ ալիքները կարող են համահունչ լինել:

Ռ Դիտարկենք, թե ինչ արդյունք կտա տարածության որոշակի կետին (դիտակետ) եկող երկու համահունչ ալիքներ ավելացնելը B: Մաթեմատիկական հաշվարկները պարզեցնելու համար կենթադրենք, որ S 1 և S 2 աղբյուրներից արձակված ալիքներն ունեն նույն ամպլիտուդը. և սկզբնական փուլերը զրո. Դիտարկման կետում (B կետում) S 1 և S 2 աղբյուրներից եկող ալիքները կառաջացնեն միջավայրի մասնիկների տատանումներ.
և
. B կետում ստացված տատանումը հայտնաբերվում է որպես գումար:

Սովորաբար, դիտակետում առաջացող տատանման ամպլիտուդը և փուլը հայտնաբերվում է վեկտորային դիագրամների մեթոդով, յուրաքանչյուր տատանումը ներկայացնելով որպես ω անկյունային արագությամբ պտտվող վեկտոր: Վեկտորի երկարությունը հավասար է տատանման ամպլիտուդիային։ Սկզբում այս վեկտորը անկյուն է կազմում ընտրված ուղղությամբ, որը հավասար է տատանումների սկզբնական փուլին: Այնուհետև ստացված տատանման ամպլիտուդը որոշվում է բանաձևով.

Ամպլիտուդներով երկու տատանումներ ավելացնելու մեր դեպքի համար
,
և փուլերը
,

.

Հետևաբար, B կետում տեղի ունեցող տատանումների ամպլիտուդը կախված է նրանից, թե որն է ուղու տարբերությունը
յուրաքանչյուր ալիքով անցնում է առանձին աղբյուրից մինչև դիտակետ (
դիտակետ հասնող ալիքների ուղու տարբերությունն է): Միջամտության նվազագույնը կամ առավելագույնը կարող են դիտվել այն կետերում, որոնց համար
. Եվ սա հիպերբոլայի հավասարումն է S 1 և S 2 կետերում օջախներով:

Տիեզերքի այն կետերում, որոնց համար
, ստացված տատանումների ամպլիտուդը կլինի առավելագույն և հավասար
. Ինչպես
, ապա տատանման ամպլիտուդը առավելագույնը կլինի այն կետերում, որոնց համար.

տարածության այն կետերում, որոնց համար
, ստացված տատանումների ամպլիտուդը կլինի նվազագույն և հավասար
.տատանումների ամպլիտուդը նվազագույն կլինի այն կետերում, որոնց համար .

Էներգիայի վերաբաշխման երևույթը, որը առաջանում է վերջավոր թվով համահունչ ալիքների ավելացման արդյունքում, կոչվում է միջամտություն:

Խոչընդոտների շուրջ ալիքների ճկման երեւույթը կոչվում է դիֆրակցիա։

Երբեմն դիֆրակցիա կոչվում է խոչընդոտների մոտ ալիքի տարածման ցանկացած շեղում երկրաչափական օպտիկայի օրենքներից (եթե խոչընդոտների չափերը համաչափ են ալիքի երկարությանը)։

Բ
Դիֆրակցիայի պատճառով ալիքները կարող են մտնել երկրաչափական ստվերի շրջան, շրջանցել խոչընդոտները, թափանցել էկրանների փոքր անցքերով և այլն։ Ինչպե՞ս բացատրել ալիքների հարվածը երկրաչափական ստվերի տարածքում: Դիֆրակցիայի երևույթը կարելի է բացատրել Հյուգենսի սկզբունքով. յուրաքանչյուր կետ, որին հասնում է ալիքը, երկրորդական ալիքների աղբյուր է (միատարր գնդաձև միջավայրում), և այդ ալիքների ծրարը սահմանում է ալիքի ճակատի դիրքը հաջորդ պահին: ժամանակ.

Տեղադրեք լույսի միջամտությունից՝ տեսնելու, թե ինչ կարող է օգտակար լինել

ալիքկոչվում է տարածության մեջ թրթռումների տարածման գործընթաց։

ալիքի մակերեսըայն կետերի տեղն է, որտեղ տատանումները տեղի են ունենում նույն փուլում:

ալիքի ճակատայն կետերի տեղն է, որին ալիքը հասնում է ժամանակի որոշակի կետի տ. Ալիքի ճակատը բաժանում է տարածության այն մասը, որը ներգրավված է ալիքի գործընթացում այն ​​տարածքից, որտեղ տատանումներ դեռ չեն առաջացել:

Կետային աղբյուրի համար ալիքի ճակատը գնդաձև մակերես է, որը կենտրոնացած է աղբյուրի գտնվելու վայրում S. 1, 2, 3 - ալիքային մակերեսներ; 1 - ալիքի ճակատ: Աղբյուրից բխող փնջի երկայնքով տարածվող գնդաձև ալիքի հավասարումը. Այստեղ - ալիքի տարածման արագությունը, - ալիքի երկարություն; ԲԱՅՑ- տատանումների ամպլիտուդիա; - շրջանաձև (ցիկլային) տատանումների հաճախականություն; t ժամանակում կետային աղբյուրից r հեռավորության վրա գտնվող կետի հավասարակշռության դիրքից տեղաշարժն է։

ինքնաթիռի ալիքհարթ ալիքային ճակատով ալիք է։ Առանցքի դրական ուղղությամբ տարածվող հարթ ալիքի հավասարումը y:
, որտեղ x- t ժամանակի աղբյուրից y հեռավորության վրա գտնվող կետի հավասարակշռության դիրքից տեղաշարժը.